CIA og den eksilcubanske Demokratiske Revolusjonære Front dannet en hær på 1400 mann bestående av eksilcubanere, Brigade 2506, i Nicaragua. Natten mellom 16. og 17. april landet brigaden ved Grisebukta på Cubas sørkyst, og utførte et angrep mot den lokale revolusjonære militsen. Castro beordret kaptein José Ramón Fernández til å lede motoffensiven, før Castro sjøl personlig tok kontroll over den. Etter å ha bombet invasjonsmaktens skip og innkalt forsterkninger, ble brigaden tvunget til å overgi seg 20. april. Han beordra de 1189 krigsfangene til å bli avhørt av et panel av journalister på direktesendt TV, og tok personlig over avhøret 25. april. 14 ble stilt for retten for forbrytelser avgivelig begått før revolusjonen, mens resten ble sendt tilbake til USA i bytte mot medisiner og mat til en verdi av 25 millioner dollar. Castros seier var et mektig symbol i hele Latin-Amerika, men økte også opposisjonen mot Castros autoritære styre internt på Cuba, spesielt blant cubanere fra middelklassen som hadde blitt anholdt i forløpet til invasjonen. Til tross for at de fleste ble frikjent i løpet av dagene etter invasjonen, valgte mange å reise til USA, og etablerte seg i anti–Castro-miljøet i Florida.